د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

کوانټم کمپیوټرونه او کوانټم کمپیوټري - نوی buzzword، کوم چې زموږ د معلوماتو ځای کې اضافه شوی مصنوعي استخبارات, ماشین زده کړه او نور د لوړ تخنیک شرایط. په ورته وخت کې، زه هیڅکله په انټرنیټ کې داسې مواد نه وم موندلی چې زما په سر کې د هغې په نامه یادیږي. "کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي". هو، د حبر په ګډون ډیری غوره کارونه شتون لري (وګورئ. د سرچینو لیست)، هغه تبصرې چې معمولا ورته وي، حتی ډیر معلوماتي او ګټورې دي، مګر زما په سر کې انځور، لکه څنګه چې دوی وايي، اضافه نه شوه.

او په دې وروستیو کې زما همکاران ما ته راغلل او پوښتنه یې وکړه، "ایا تاسو پوهیږئ چې د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي؟ ایا تاسو کولی شئ موږ ته ووایاست؟" او بیا زه پوه شوم چې زه یوازینی کس نه یم چې زما په سر کې د یو همغږي عکس سره یوځای کولو کې ستونزه لرم.

د پایلې په توګه، هڅه وشوه چې د کوانټم کمپیوټر په اړه معلومات په یو ثابت منطق سرکټ کې راټول کړي چې په کوم کې بنسټیزه کچه، پرته له دې چې په ریاضیاتو کې ژور ډوب شي او د کوانټم نړۍ جوړښت، دا تشریح شوي چې کوانټم کمپیوټر څه شی دی ، دا په کومو اصولو کار کوي ، او ساینس پوهان د دې رامینځته کولو او چلولو پرمهال له کومو ستونزو سره مخ دي.


فهرست

ردول

(محتوا ته)

لیکوال د کوانټم کمپیوټري متخصص نه دی، او د مقالې هدف لیدونکي ورته IT خلک دي، نه د کوانټم متخصصین، څوک چې غواړي په خپلو سرونو کې یو عکس یوځای کړي چې نوم یې "د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي." د دې له امله، په مقاله کې ډیری مفکورې په قصدي توګه ساده شوي ترڅو په "اساسي" کچه د کوانټم ټیکنالوژیو ښه پوه شي، مګر پرته د معلوماتو مینځپانګې او کافي والي له لاسه ورکولو سره خورا قوي ساده کول.

په ځینو ځایونو کې مقاله د نورو سرچینو څخه مواد کاروي، یو لیست چې د مقالې په پای کې ورکړل شوی. هرچیرې چې امکان ولري، اصلي متن، میز یا شکل ته مستقیم لینکونه او اشارې داخلیږي. که چیرې ما یو څه (یا یو څوک) هیر کړی وي، ولیکئ او زه به یې سم کړم.

پېژندنه

(محتوا ته)

په دې څپرکي کې به په لنډه توګه وګورو چې د کوانټم دوره څنګه پیل شوه، د کوانټم کمپیوټر د مفکورې انګیزه څه وه، په دې برخه کې (کوم هیوادونه او شرکتونه) اوس مهال مخکښ لوبغاړي دي، او هم په لنډ ډول خبرې کوو. د کوانټم کمپیوټري پراختیا اصلي لارښوونو په اړه.

دا څنګه پیل شو

(محتوا ته)

د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

د کوانټم دور د پیل نقطه 1900 ګڼل کیږي، کله چې ایم پلانک لومړی ځل وړاندې کړ. فرضیه دا انرژي په دوامداره توګه نه جذبیږي او جذب کیږي، مګر په جلا مقدار (برخو) کې. دا مفکوره د هغه وخت د ډیری نامتو ساینس پوهانو لخوا غوره او وده شوې وه - بوهر، انشټاین، هیزنبرګ، شروډینګر، چې په نهایت کې د داسې ساینس رامینځته کولو او پراختیا لامل شو. د کوانټم فزیک. د ساینس په توګه د کوانټم فزیک د جوړولو په اړه په انټرنیټ کې ډیر ښه توکي شتون لري؛ پدې مقاله کې به موږ په تفصیل سره خبرې ونه کړو، مګر دا اړینه وه چې هغه نیټه په ګوته کړو کله چې موږ نوي کوانټم دور ته ننوتلو.

کوانټم فزیک زموږ په ورځني ژوند کې ډیری اختراعات او ټیکنالوژي راوړي، پرته له دې چې اوس زموږ په شاوخوا کې د نړۍ تصور کول ستونزمن دي. د مثال په توګه، یو لیزر، چې اوس په هر ځای کې کارول کیږي، د کورنیو وسایلو (لیزر کچه، او نور) څخه د لوړ ټیکنالوژۍ سیسټمونو (د لید سمون لپاره لیزر، سلام meklon ). دا به منطقي وي چې فرض کړئ چې ژر یا وروسته یو څوک به د دې مفکورې سره راشي چې ولې د کمپیوټر لپاره د کوانټم سیسټمونه نه کاروئ. او بیا په 1980 کې دا پیښ شو.

ويکيپېډيا په ډاګه کوي چې د کوانټم کمپيوټر لومړۍ مفکوره په 1980 کې زموږ د ساينس پوه يوري مانين له خوا څرګنده شوه. مګر دوی واقعیا یوازې په 1981 کې د دې په اړه خبرې پیل کړې ، کله چې مشهور آر فینمن په MIT کې د لومړي کمپیوټري فزیک کنفرانس کې خبرې وکړئ، یادونه وشوه چې دا ناشونې ده چې د کوانټم سیسټم تکامل په کلاسیک کمپیوټر کې په مؤثره توګه سم کړئ. هغه یو ابتدايي ماډل وړاندیز وکړ کوانټم کمپیوټر، کوم چې به وکولی شي دا ډول ماډلینګ ترسره کړي.

شته دا کار دیپه کوم کې د کوانټم کمپیوټري پراختیا مهال ویش په اکاډمیک او تفصیل سره په پام کې نیول شوي، مګر موږ به په لنډه توګه وګورو:

د کوانټم کمپیوټرونو د جوړولو په تاریخ کې مهم پړاوونه:

لکه څنګه چې تاسو لیدلی شئ، 17 کاله تیر شوي (له 1981 څخه تر 1998 پورې) د مفکورې له شیبې څخه په کمپیوټر کې د 2 qubits سره د هغې لومړي پلي کولو پورې، او 21 کاله (له 1998 څخه تر 2019) پورې د کوبیټونو شمیر 53 ته لوړ شوی. د شور د الګوریتم د پایلو د ښه کولو لپاره (له 11 څخه تر 2001 پورې) 2012 کاله وخت ونیو (موږ به یې لږ وروسته په تفصیل سره وګورو) له 15 څخه تر 21 شمیرې پورې. همدارنګه، یوازې درې کاله دمخه موږ دې ټکي ته ورسیدو. د هغه څه پلي کول چې فینمن یې په اړه خبرې وکړې، او د ساده فزیکي سیسټمونو نمونه زده کړه.

د کوانټم کمپیوټري پرمختګ ورو دی. ساینس پوهان او انجینران له خورا سختو کارونو سره مخ دي، د کوانټم حالتونه خورا لنډمهاله او نازک دي، او د محاسبې ترسره کولو لپاره د دوی د ساتلو لپاره، دوی باید د لسګونو ملیون ډالرو لپاره سرکوفګي جوړ کړي، چې د تودوخې درجه ساتل کیږي. یوازې د مطلق صفر څخه پورته، او کوم چې په اعظمي توګه د بهرنیو تاثیراتو څخه خوندي دي. بیا به موږ د دې کارونو او ستونزو په اړه په تفصیل سره خبرې وکړو.

مخکښ لوبغاړي

(محتوا ته)

د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

د دې برخې سلایډونه د مقالې څخه اخیستل شوي کوانټم کمپیوټر: یو لوی بیل چلول. په Yandex کې لیکچرد څیړونکي څخه د روسیې کوانټم مرکز الیکسي فیدوروف اجازه راکړئ تاسو ته مستقیم نرخونه درکړم:

ټول ټیکنالوژیکي بریالي هیوادونه اوس مهال په فعاله توګه د کوانټم ټیکنالوژۍ وده کوي. په دې څیړنه کې ډیرې پیسې لګول کیږي، او د کوانټم ټیکنالوژیو مالتړ لپاره ځانګړي پروګرامونه رامینځته کیږي.

د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

نه یوازې ایالتونه بلکې خصوصي شرکتونه هم د کوانټم ریس کې برخه اخلي. په مجموع کې، ګوګل، IBM، Intel او مایکروسافټ پدې وروستیو کې د کوانټم کمپیوټرونو په پراختیا کې شاوخوا 0,5 ملیارد ډالر پانګونه کړې او لوی لابراتوارونه او څیړنیز مرکزونه یې رامینځته کړي.
د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

په Habré او انټرنیټ کې ډیری مقالې شتون لري، د بیلګې په توګه، وګوره, وګوره и وګوره، په کوم کې چې په بیلابیلو هیوادونو کې د کوانټم ټیکنالوژیو پراختیا سره د چارو اوسنی حالت په ډیر تفصیل سره څیړل کیږي. اوس زموږ لپاره اصلي خبره دا ده چې ټول مخکښ ټیکنالوژیکي پرمختللي هیوادونه او لوبغاړي پدې لار کې د څیړنې لپاره خورا لوی مقدار پانګونه کوي ، کوم چې د اوسني ټیکنالوژیکي خنډ څخه د خلاصون لپاره امید ورکوي.

د پرمختګ لارښوونې

(محتوا ته)

د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

اوس مهال (زه غلط یم، مهرباني وکړئ ما سم کړئ)، د ټولو مخکښو لوبغاړو اصلي هڅې (او لږ یا لږ مهم پایلې) په دوو برخو متمرکزې دي:

  • ځانګړي کوانټم کمپیوټرونه، چې موخه یې د یوې ځانګړې ځانګړې ستونزې حل کول دي، د بیلګې په توګه، د اصلاح کولو ستونزه. د محصول یوه بیلګه د D-Wave کوانټم کمپیوټرونه دي.
  • یونیورسل کوانټم کمپیوټرونه - کوم چې د خپل سري کوانټم الګوریتم پلي کولو وړتیا لري (شور، گروور، او نور). د IBM، ګوګل څخه پلي کول.

د پرمختګ نور ویکتورونه چې کوانټم فزیک موږ ته راکوي لکه:

البته، دا د څیړنې لپاره د ساحو په لیست کې هم دی، مګر اوس مهال داسې ښکاري چې ډیرې یا لږې مهمې پایلې نلري.

سربیره پردې تاسو لوستلی شئ د کوانټم ټیکنالوژیو پراختیا لپاره د سړک نقشهښه، ګوګل"د کوانټم ټیکنالوژیو پراختیا"، د مثال په ډول، وګوره, وګوره и وګوره.

اساسات. د کوانټم څیز او کوانټم سیسټمونه

(محتوا ته)

د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

د دې برخې څخه د پوهیدو لپاره ترټولو مهم شی دا دی

کوانټم کمپیوټر (د معمول په څیر) د معلوماتو وړونکي په توګه کاروي کوانټم توکياو د محاسبې د ترسره کولو لپاره، د کوانټم څیزونه باید سره وصل شي د کوانټم سیسټم.

کوانټم څیز څه شی دی؟

کوانټم څیز - د مایکروورلډ (کوانټم نړۍ) یو څیز چې د کوانټم ملکیتونه ښیې:

  • د دوه سرحدی کچو سره یو تعریف شوی حالت لري
  • د اندازه کولو تر شیبې پورې د خپل حالت په عالي موقعیت کې دی
  • د کوانټم سیسټمونو رامینځته کولو لپاره د نورو شیانو سره ځان ښکیلوي
  • د غیر کلونینګ تیورم قناعت کوي (د یو څیز حالت نشي کاپي کیدی)

راځئ چې هر ملکیت په ډیر تفصیل سره وګورو:

د دوه سرحدی کچو سره یو تعریف شوی حالت لري (د پای حالت)

د ریښتینې نړۍ کلاسیک مثال یوه سکه ده. دا یو "اړخ" حالت لري، کوم چې په دوه سرحدونو کې نیسي - "سرونه" او "لمس".

د اندازه کولو تر شیبې پورې د خپل حالت په عالي موقعیت کې دی

دوی یوه سکه وغورځوله، الوتنه کوي او څرخي. پداسې حال کې چې دا څرخیږي، دا ناشونې ده چې ووایو د سرحد په کوم سطح کې د هغې "غاړي" حالت واقع دی. مګر هرڅومره ژر چې موږ دا ټیټ کړو او پایلې ته وګورو ، د دولتونو عالي موقعیت سمدلاسه له دوه سرحدونو څخه یو ته سقوط کوي - "سرونه" او "لمان". زموږ په قضیه کې د سکې وهل یوه اندازه ده.

د کوانټم سیسټمونو رامینځته کولو لپاره د نورو شیانو سره ځان ښکیلوي

دا د سکې سره ستونزمن دی، مګر راځئ هڅه وکړو. تصور وکړئ چې موږ درې سکې وغورځولې ترڅو دوی یو بل ته ودریږي، دا د سکې سره جغل ده. د وخت په هره شیبه کې، نه یوازې دا چې هر یو یې د دولتونو په لوړ موقعیت کې دي، بلکې دا دولتونه په متقابل ډول په یو بل باندې اغیزه کوي (سکې ټکر کوي).

د غیر کلونینګ تیورم قناعت کوي (د یو څیز حالت نشي کاپي کیدی)

پداسې حال کې چې سکې الوتنه کوي او حرکت کوي، هیڅ لاره شتون نلري چې موږ د سیسټم څخه جلا د هرې سکې د حرکت حالت کاپي جوړ کړو. سیسټم په خپل ځان کې ژوند کوي او بهرنۍ نړۍ ته د هر ډول معلوماتو په خپرولو کې خورا حساس دی.

پخپله د مفهوم په اړه یو څو نور ټکي "مجبوریتونه"په نږدې ټولو مقالو کې سپرپوزیشن تشریح شوی دی "په ورته وخت کې په ټولو ایالتونو کې دی"، کوم چې، البته، ریښتیا ده، مګر کله ناکله غیر ضروري مغشوشوي. د دولتونو سپرپوزیشن د حقیقت په توګه هم تصور کیدی شي چې د وخت په هره شیبه کې یو کوانټم څیز لري. د هغې د هر حد په کچه کې د سقوط ځینې احتمالات شتون لري، او په مجموع کې دا احتمالونه په طبیعي توګه د 1 سره مساوي دي.. وروسته، کله چې د qubit په پام کې نیولو سره، موږ به په دې اړه په ډیر تفصیل سره خبرې وکړو.

د سکې لپاره، دا لیدل کیدی شي - د ابتدايي سرعت پورې اړه لري، د ټاس زاویه، د چاپیریال حالت چې سکه په کې الوتنه کوي، په هره شیبه کې د "سرونو" یا "لږونو" ترلاسه کولو احتمال توپیر لري. او، لکه څنګه چې مخکې یادونه وشوه، د داسې الوتنې سکې حالت تصور کیدی شي "په ورته وخت کې په ټولو سرحدونو کې وي، مګر د دوی د پلي کولو مختلف امکاناتو سره."

هر هغه شی چې پورتني ملکیتونه یې پوره کیږي او کوم چې موږ کولی شو جوړ او کنټرول کړو په کوانټم کمپیوټر کې د معلوماتو وړونکي په توګه کارول کیدی شي.

یو څه نور به موږ د اوسني حالت په اړه وغږیږو چې د کوبیټس فزیکي پلي کولو سره د کوانټم شیانو په توګه ، او هغه څه چې ساینس پوهان اوس پدې ظرفیت کې کاروي.

نو دریم ملکیت وايي چې د کوانټم شیان کولی شي د کوانټم سیسټمونو رامینځته کولو کې ښکیل شي. د کوانټم سیسټم څه شی دی؟

د کوانټم سیسټم - د لاندې ځانګړتیاو سره د ښکیل کوانټم شیانو سیسټم:

  • د کوانټم سیسټم د شیانو د ټولو ممکنه حالتونو په سپرپوزیشن کې دی چې پکې شامل دي
  • د اندازه کولو تر وخته پورې د سیسټم حالت پوهیدل ناممکن دي
  • د اندازه کولو په وخت کې، سیسټم د خپلو حدودو ایالتونو یو له ممکنه ډولونو څخه پلي کوي

(او، یو څه مخکې وګورئ)

د کوانټم برنامو لپاره مرسته:

  • د کوانټم برنامه په ان پټ کې د سیسټم ورکړل شوی حالت لري ، دننه یو سوپر موقعیت ، په تولید کې یو سوپر موقعیت
  • د اندازه کولو وروسته د برنامه په محصول کې موږ د سیسټم احتمالي وروستي حالتونو څخه یو احتمالي پلي کول لرو (پخوا ممکنه تېروتنې)
  • هر کوانټم برنامه د چیمني جوړښت لري (ان پټ -> محصول. هیڅ لوپ شتون نلري ، تاسو د پروسې په مینځ کې د سیسټم حالت نشئ لیدلی.)

د کوانټم کمپیوټر او دودیز کمپیوټر پرتله کول

(محتوا ته)

د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

راځئ چې اوس یو دودیز کمپیوټر او یو کوانټم پرتله کړو.

منظم کمپیوټر کوانټم کمپیوټر

منطق

0 / 1 `a|0> + b|1>، a^2+b^2=1`

فزیک

د سیمی کنډکټر ټرانزیسټر کوانټم څیز

د معلوماتو وړونکی

د ولتاژ کچه قطبي کول، سپن،…

عملیات

نه، او، یا، XOR په بټونو کې والوز: CNOT، Hadamard،…

اړیکه

د سیمی کنډکټر چپ د یو بل سره ګډوډي

الګوریتم

معیاري (څپې وګورئ) ځانګړي (ساحل، ګرور)

اصول

ډیجیټل، ټاکونکی انلاګ، احتمالي

د منطق کچه
د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

په منظم کمپیوټر کې دا یو څه دی. له لارې او له لارې موږ ته ښه پیژندل شوي ټاکونکی بټ. کولی شي د 0 یا 1 ارزښتونه واخلي. دا د رول سره په بشپړه توګه کاپي کوي منطقي واحد د منظم کمپیوټر لپاره، مګر د دولت تشریح کولو لپاره په بشپړه توګه مناسب نه دی کوانټم څيز، کوم چې ، لکه څنګه چې موږ دمخه وویل ، په ځنګل کې موقعیت لريد دوی د سرحدونو ایالتونو سپرپوزیشن.

دا هغه څه دي چې دوی ورسره راغلل qubit. په خپل سرحد ایالتونو کې دا د 0 او 1 سره ورته حالتونه احساسوي |0> او |1>، او په superposition کې استازیتوب کوي د احتمالي توزیع په سرحدونو کې |0> и |1>:

 a|0> + b|1>, такое, что a^2+b^2=1

a او b استازیتوب کوي د احتمال اندازه، او د دوی د ماډلونو مربع د حد حالتونو دقیقا ورته ارزښتونو ترلاسه کولو ریښتیني احتمالات دي |0> и |1>, که تاسو همدا اوس د اندازه کولو سره qubit سقوط کړئ.

فزیکي پرت

د پرمختګ په اوسني ټیکنالوژیکي کچه کې، د دودیز کمپیوټر لپاره یو څه فزیکي تطبیق دی سیمیکمډکټر ټرانزیسټرد کوانټم لپاره، لکه څنګه چې موږ مخکې وویل، کوم کوانټم څیز. په راتلونکې برخه کې به موږ د هغه څه په اړه وغږیږو چې اوس مهال د کوبیټس لپاره د فزیکي رسنیو په توګه کارول کیږي.

د ذخیره کولو وسیله

د منظم کمپیوټر لپاره دا دی بریښنا - د ولتاژ کچه، د اوسني شتون یا نشتوالی، او نور، د کوانټم لپاره - ورته د کوانټم څیز حالت (د قطبي کولو سمت، سپن، او نور)، کوم چې کیدای شي د سپر په حالت کې وي.

عملیات

په منظم کمپیوټر کې د منطق سرکټونو پلي کولو لپاره، موږ ښه پیژندل شوي کاروو منطقي عملیات، په کوبیټس کې د عملیاتو لپاره دا اړینه وه چې د عملیاتو بشپړ مختلف سیسټم سره راشي ، چې ویل کیږي د کوانټم دروازې. ګیټس کیدای شي یو کیوبیټ یا ډبل کیوبیټ وي، د دې پورې اړه لري چې څومره کوبیټ بدلیږي.

د کوانټم دروازو مثالونه:
د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

یو مفهوم شتون لري نړیوال والو سیټ، کوم چې د کوم مقدار محاسبې ترسره کولو لپاره کافي دي. د مثال په توګه، یو نړیوال سیټ کې د هادامارډ دروازه، د فیز شفټ دروازه، د CNOT دروازه، او π⁄8 دروازه شامله ده. د دوی په مرسته، تاسو کولی شئ د qubits په خپل سري سیټ کې د کوم مقدار محاسبه ترسره کړئ.

پدې مقاله کې به موږ د کوانټم ګیټس سیسټم په اړه په تفصیل سره خبرې ونه کړو؛ تاسو کولی شئ د دوی په اړه نور ولولئ او په کوبیټس کې منطقي عملیات، د بیلګې په توګه، سمه ده. د یادولو لپاره اصلي شی:

  • د کوانټم څیزونو عملیات د نوي منطقي آپریټرونو رامینځته کولو ته اړتیا لري (کوانټم دروازې)
  • د کوانټم دروازې په واحد کیوبیټ او ډبل کیوبیټ ډولونو کې راځي.
  • د دروازې نړیوال سیټونه شتون لري چې د کوم کوانټم محاسبې ترسره کولو لپاره کارول کیدی شي

اړیکه

یو ټرانزیسټر زموږ لپاره په بشپړ ډول بې ګټې دی؛ د محاسبې د ترسره کولو لپاره موږ اړتیا لرو چې ډیری ټرانزیسټرونه یو له بل سره وصل کړو، دا دا دی چې د ملیونونو ټرانزیسټرونو څخه یو سیمیکمډکټر چپ جوړ کړئ چې منطقي سرکیټونه جوړ کړي. ALU او، په نهایت کې، په خپل کلاسیک بڼه کې یو عصري پروسیسر ترلاسه کړئ.

یو کوبیټ هم زموږ لپاره په بشپړ ډول بې ګټې دی (ښه، که یوازې په اکادمیک شرایطو کې)

د محاسبې ترسره کولو لپاره موږ د qubits سیسټم ته اړتیا لرو (کوانټم شیان)

کوم چې، لکه څنګه چې موږ مخکې وویل، د یو بل سره د qubits په مینځلو سره رامینځته کیږي ترڅو د دوی په حالتونو کې بدلونونه په همغږي ډول واقع شي.

الګوریتم

معیاري الګوریتمونه چې انسانیت تر دې نیټې پورې راټول کړي دي په کوانټم کمپیوټر کې د پلي کولو لپاره په بشپړ ډول مناسب ندي. هو، په عموم کې هیڅ اړتیا نشته. کوانټم کمپیوټرونه د qubits په اړه د دروازې منطق پراساس د بشپړ مختلف الګوریتمونو رامینځته کولو ته اړتیا لري ، کوانټم الګوریتم. د خورا مشهور کوانټم الګوریتمونو څخه، درې توپیر کیدی شي:

اصول

او ترټولو مهم توپیر د عملیاتي اصول دی. د معیاري کمپیوټر لپاره دا دی ډیجیټل، په کلکه ټاکونکی اصول، د دې حقیقت پراساس چې که موږ د سیسټم یو څه لومړني حالت تنظیم کړو او د ورکړل شوي الګوریتم له لارې یې تیر کړو ، نو د محاسبې پایله به ورته وي ، مهمه نده چې موږ دا محاسبه څو ځله پرمخ وړو. په حقیقت کې، دا چلند هغه څه دي چې موږ یې د کمپیوټر څخه تمه کوو.

کوانټم کمپیوټر چلیږي انلاګ، احتمالي اصول. په ورکړل شوي ابتدايي حالت کې د ورکړل شوي الګوریتم پایله ده د احتمالي توزیع څخه نمونه د الګوریتم وروستی تطبیق او ممکنه تېروتنې.

د کوانټم کمپیوټري دا احتمالي طبیعت د کوانټم نړۍ د خورا احتمالي جوهر له امله دی. "خدای د کائناتو سره لوبې نه کوي."زاړه آینسټین وویل، مګر تر اوسه ټولې تجربې او مشاهدې (په اوسني ساینسي تمثیل کې) برعکس تاییدوي.

د qubits فزیکي تطبیق

(محتوا ته)

د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

لکه څنګه چې موږ مخکې وویل، یو qubit د کوانټم څیز لخوا نمایش کیدی شي، دا یو فزیکي څیز دی چې پورته بیان شوي کوانټم ځانګړتیاوې پلي کوي. یعني په لنډه توګه ووایو، هر هغه فزیکي څیز چې په هغه کې دوه حالتونه وي او دا دوه حالتونه د سپرپوزیشن په حالت کې وي د کوانټم کمپیوټر جوړولو لپاره کارول کیدی شي.

"که موږ کولی شو یو اټوم په دوه مختلف کچو کې واچوو او کنټرول یې کړو، نو تاسو یو کوبیټ لرئ. که موږ دا د آیون سره کولی شو، دا یو qubit دی. دا د اوسني سره ورته دی. که موږ دا په ورته وخت کې د ساعت په لور او د ساعت په مقابل کې وګرځوو، تاسو یو کوبیټ لرئ. (سره)

موجود دي په زړه پوری تبصره к مقالې، په کوم کې چې د کوبیټ فزیکي پلي کولو اوسني ډولونه په ډیر تفصیل سره په پام کې نیول شوي ، موږ به په ساده ډول خورا مشهور او عام لیست کړو:

د دې ټولو نوعو څخه، ترټولو پرمختللی د qubits د ترلاسه کولو لومړۍ طریقه ده، پر بنسټ والړ superconductors. د ګوګل, IBM, Intel او نور مخکښ لوبغاړي دا د دوی سیسټمونو جوړولو لپاره کاروي.

ښه، نور ولولئ بیاکتنه ممکنه فزیکي تطبیق څخه qubits انډریو ډیلي، 2014.

اساسات. د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي

(محتوا ته)

د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

د دې برخې لپاره مواد (دندې او انځورونه) د مقالې څخه اخیستل شوي دي "یوازې د سختو شیانو په اړه. د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي؟.

نو، تصور وکړئ چې موږ لاندې دنده لرو:

د دریو کسانو یوه ډله ده: (A) اندری، (B) ولودیا او (C) اریزا. دوه ټکسي شتون لري (0 او 1).

دا هم معلومه ده چې:

  • (A) اندری، (B) ولودیا ملګري دي
  • (A) اندری، (C) اریزا دښمنان دي
  • (ب)لودیا او (ج) عریضه دښمنان دي

دنده: خلک په ټکسي کې ځای په ځای کړئ ترڅو میکس (ملګري) и مین (دښمنان)

درجه بندي: L = (د ملګرو شمیر) - (د دښمنانو شمیر) د هر هستوګنې اختیار لپاره

مهم: داسې انګیرل چې هیڅ هیریسټیک شتون نلري، هیڅ غوره حل شتون نلري. په دې حالت کې، ستونزه یوازې د انتخابونو بشپړ لټون سره حل کیدی شي.

د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

په منظم کمپیوټر کې حل کول

دا ستونزه څنګه په منظم (سوپر) کمپیوټر (یا کلستر) کې حل کړئ - دا روښانه ده تاسو اړتیا لرئ د ټولو ممکنه اختیارونو له لارې لوپ وکړئ. که موږ څو پروسیسر سیسټم ولرو، نو موږ کولی شو د څو پروسیسرونو په اوږدو کې د حلونو محاسبه موازي کړو او بیا پایلې راټول کړو.

موږ د هستوګنې 2 ممکنه اختیارونه لرو (ټیکسي 0 او ټیکسي 1) او 3 کسان. د حل ځای 2^3 = 8. تاسو حتی کولی شئ په کیلکولیټر کې 8 اختیارونو ته لاړشئ ، دا کومه ستونزه نده. اوس راځئ چې ستونزه پیچلې کړو - موږ 20 کسان او دوه بسونه لرو، د حل ځای 2^20 = 1 هیڅ شی هم پیچلی نه دی. راځئ چې د خلکو شمیر 2.5 ځله زیات کړو - 50 کسان او دوه ریل ګاډي واخلئ، د حل ځای اوس دی 2^50 = 1.12 x 10^15. یو عادي (سوپر) کمپیوټر لا دمخه جدي ستونزې لري. راځئ چې د خلکو شمیر 2 ځله زیات کړو، 100 کسان به موږ ته وړاندې کړي 1.2x10^30 ممکنه انتخابونه.

دا دی، دا دنده په مناسب وخت کې نشي محاسبه کیدی.

د سوپر کمپیوټر سره نښلول

تر ټولو ځواکمن کمپيوټر په اوسني وخت کې لومړی نمبر دی Top500دا دی په غونډه کې, محصول 122 Pflops. راځئ فرض کړو چې موږ د یو انتخاب محاسبه کولو لپاره 100 عملیاتو ته اړتیا لرو، بیا د 100 خلکو لپاره د ستونزې حل کولو لپاره موږ اړتیا لرو:

(1.2 x 10^30 100) / 122×10^15 / (606024365) = 3 x 10^ 37 کاله.

لکه څنګه چې موږ لیدلی شو لکه څنګه چې د لومړنیو معلوماتو ابعاد زیاتیږي، د حل ځای د بریښنا قانون سره سم وده کويپه عمومي حالت کې، د N بټونو لپاره موږ د 2^N احتمالي حل اختیارونه لرو، کوم چې د نسبتا کوچني N (100) لپاره موږ ته غیر حساب شوي (اوسني ټیکنالوژیکي کچې) د حل ځای راکوي.

ایا کوم بدیل شتون لري؟ لکه څنګه چې تاسو اټکل کړی وي، هو، شتون لري.

مګر مخکې لدې چې موږ دې ته ورسیږو چې څنګه او ولې کوانټم کمپیوټرونه کولی شي په مؤثره توګه د دې په څیر ستونزې حل کړي ، راځئ چې یو څه وخت ونیسو چې دوی څه دي. د احتمالي ویش. اندیښنه مه کوئ ، دا د بیاکتنې مقاله ده ، دلته به هیڅ سخت ریاضي شتون ونلري ، موږ به د کڅوړې او بالونو سره د کلاسیک مثال سره ترسره کړو.

یوازې یو کوچنی ترکیب ، د احتمال تیوري او یو عجیب تجربه کونکی

راځئ چې یوه کڅوړه واخلو او په هغې کې یې واچوو 1000 سپین او 1000 تور توپونه. موږ به یوه تجربه ترسره کړو - بال واخلئ، رنګ یې ولیکئ، بال بیرته کڅوړې ته راوباسئ او بالونه په کڅوړه کې مخلوط کړئ.

تجربه 10 ځله ترسره شوه، 10 تور بالونه یې ایستل. امکان لری؟ کافي. ایا دا نمونه موږ ته په کڅوړه کې د ریښتینې ویش په اړه کوم معقول نظر راکوي؟ په ښکاره ډول نه. څه باید وشي - سمه، مختجربه یو ملیون ځله تکرار کړئ او د تور او سپین بالونو فریکونسۍ محاسبه کړئ. موږ ترلاسه کوو، د بیلګې په توګه 49.95% تور او 50.05% سپین. په دې حالت کې، د ویش جوړښت چې موږ یې نمونه اخلو (یو بال واخلئ) لا دمخه ډیر یا لږ روښانه دی.

اصلي خبره دا ده چې پوه شي تجربه پخپله احتمالي طبیعت لريد یوې نمونې (بال) سره به موږ د ویش اصلي جوړښت نه پوهیږو، موږ باید تجربه څو ځله تکرار کړو او اوسط پایلې.

راځئ چې دا زموږ په کڅوړه کې اضافه کړو 10 سور او 10 شنه توپونه (غلطۍ). راځئ چې تجربه 10 ځله تکرار کړو. IN5 سور او 5 شنه ایستل. امکان لری؟ هو. موږ کولی شو د ریښتیني ویش په اړه یو څه ووایو - نه. څه باید وشي - ښه، تاسو پوهیږئ.

د احتمالي توزیع د جوړښت د پوهیدو لپاره، دا اړینه ده چې د دې ویش څخه د انفرادي پایلو نمونه تکرار کړئ او پایلې یې اوسط کړئ.

تیوري له عمل سره نښلوي

اوس د تور او سپین توپونو پر ځای، راځئ چې بلیرډ بالونه واخلو او په کڅوړه کې یې واچوو 1000 بالونه د 2 نمبر سره، 1000 د 7 نمبر سره او 10 بالونه د نورو شمیرو سره. راځئ یو تجربه کونکی تصور وکړو چې په ساده کړنو کې روزل شوی وي (بال وباسئ، شمیره ولیکئ، بال بیرته کڅوړه کې واچوئ، بالونه په کڅوړه کې ګډ کړئ) او هغه دا په 150 مایکرو ثانیو کې ترسره کوي. ښه، په سرعت کې داسې تجربه کونکی (نه د مخدره توکو اعلان!!!). بیا به په 150 ثانیو کې هغه وکولی شي زموږ تجربه 1 ملیون ځله ترسره کړي او موږ ته اوسط پایلې راکړئ.

دوی تجربه کونکی ناست و، هغه ته یې یوه کڅوړه ورکړه، مخ یې وګرځاوه، 150 ثانیې یې انتظار وکړ او ترلاسه یې کړ:

شمیره 2 - 49.5٪، شمیره 7 - 49.5٪، پاتې شمیر په مجموع کې - 1٪.

هو دا صحیح دی، زموږ کڅوړه یو کوانټم کمپیوټر دی چې د الګوریتم سره زموږ ستونزه حل کوي، او بالونه ممکنه حلونه دي. ځکه چې دوه سم حلونه شتون لري، بیا یو کوانټم کمپیوټر به موږ ته د دې احتمالي حلونو څخه هر یو د مساوي احتمال او 0.5٪ (10/2000) غلطیو سره راکړي، چې موږ به وروسته خبرې وکړو.

د کوانټم کمپیوټر د پایلې ترلاسه کولو لپاره، تاسو اړتیا لرئ د کوانټم الګوریتم څو ځله په ورته ان پټ ډیټا سیټ کې چل کړئ او پایله یې اوسط کړئ.

د کوانټم کمپیوټر اندازه کول

اوس تصور وکړئ چې د یوې دندې لپاره چې 100 کسان پکې شامل وي (د حل ځای 2^100 موږ دا په یاد لرو) یوازې دوه سمې پریکړې هم شتون لري. بیا، که موږ 100 qubits واخلو او یو الګوریتم ولیکو چې زموږ هدف فعالیت (L، پورته وګورئ) په دې qubits حساب کوي، نو موږ به یوه کڅوړه ترلاسه کړو چې په کې به 1000 بالونه وي چې د لومړي سم ځواب شمیره به 1000 وي. د دوهم صحیح ځواب شمیره او د نورو شمیرو سره 10 بالونه. او په ورته 150 ثانیو کې زموږ تجربه کونکی به موږ ته د سم ځوابونو احتمالي ویش اټکل راکوي.

د کوانټم الګوریتم د اجرا وخت (د ځینو انګیرنو سره) د محلول ځای (1^N) ابعاد په پام کې نیولو سره ثابت O(2) ګڼل کیدی شي.

او دا دقیقا د کوانټم کمپیوټر ملکیت دی - د وخت دوام د بریښنا د قانون د ډیریدو په تړاو د حل ځای پیچلتیا کلیدي ده.

Qubit او موازي نړۍ

دا څنګه کیږي؟ څه شی د کوانټم کمپیوټر ته اجازه ورکوي چې حسابونه په چټکۍ سره ترسره کړي؟ دا ټول د qubit د کوانټم طبیعت په اړه دي.

وګوره، موږ وویل چې qubit د کوانټم څیز په څیر دی د خپلو دوو حالتونو څخه یو درک کوي کله چې مشاهده شي، مګر په "وحشي طبیعت" کې دا دی د دولتونو لوړ مقامونه، دا دی، دا په ورته وخت کې په خپلو دواړو سرحدونو کې دی (د یو څه احتمال سره).

راځئ چې واخلو (الف) اندریا او د هغه حالت تصور کړئ (په کوم موټر کې دا دی - 0 یا 1) د qubit په توګه. بیا موږ لرو (کوانټم ځای کې) دوه موازي نړۍپه یوه کې (الف) په ټیکسي کې ناست 0، په بله نړۍ کې - په ټیکسي 1 کې. په ورته وخت کې دوه ټکسي، مګر د مشاهدې په جریان کې د دوی په هر یو کې د موندلو ځینې احتمال سره.

راځئ چې واخلو (ب) ځوان او راځئ چې د دې حالت د qubit په توګه هم تصور کړو. دوه نورې موازي نړۍ رامنځته کیږي. مګر د اوس لپاره دا جوړه نړۍ (الف) и (AT) هیڅ ډول تعامل مه کوئ. د جوړولو لپاره باید څه وشي اړوند سیسټم؟ دا سمه ده، موږ دې کوبیټونو ته اړتیا لرو تړل ( ګډوډ ). موږ یې اخلو او ګډوډ یې کوو (الف) سره (ب) - موږ د دوه کیوبیټ کوانټم سیسټم ترلاسه کوو (الف، ب) په خپل ځان کې څلور احساس کول متقابل موازي نړۍ اضافه کړئ (S) ergey او موږ د درې کیوبیټ سیسټم ترلاسه کوو (ABC) اته پلي کول متقابل موازي نړۍ

د کوانټم کمپیوټینګ جوهر (د کوانټم دروازو د سلسلې پلي کول د نښلول شوي کوبیټس سیسټم باندې) دا حقیقت دی چې محاسبه په ټولو موازي نړۍ کې په ورته وخت کې پیښیږي.

او دا مهمه نده چې موږ څومره یې لرو، 2^3 یا 2^100، د کوانټم الګوریتم به په دې ټولو موازي نړۍ کې په محدود وخت کې اجرا شي او موږ ته به یوه پایله راکړي، کوم چې د الګوریتم ځوابونو احتمالي ویش څخه یوه نمونه ده.

د ښه پوهیدو لپاره، یو څوک دا تصور کولی شي د کوانټم په کچه یو کوانټم کمپیوټر د 2^N موازي حل پروسې پرمخ وړي، چې هر یو یې په یوه ممکنه اختیار کار کوي ، بیا د کار پایلې راټولوي - او موږ ته د حل د سپرپوزیشن په بڼه ځواب راکوي (د ځوابونو احتمالي ویش)، له کوم څخه چې موږ هر ځل (د هرې تجربې لپاره) نمونه اخلو.

زموږ د تجربه کونکي لخوا اړین وخت په یاد ولرئ (150 µs) د تجربې د ترسره کولو لپاره، دا به موږ ته یو څه نور هم ګټور وي، کله چې موږ د کوانټم کمپیوټر اصلي ستونزو او د ډیکوریشن وخت په اړه وغږیږو.

د کوانټم الګوریتم

(محتوا ته)

د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

لکه څنګه چې مخکې یادونه وشوه، د بائنری منطق پر بنسټ دودیز الګوریتمونه د کوانټم کمپیوټر لپاره د کوانټم منطق (کوانټم دروازې) په کارولو سره د تطبیق وړ ندي. د هغه لپاره، دا اړینه وه چې نوي سره راشي چې د کمپیوټري کوانټم طبیعت کې موجود احتمالي احتمالي ګټه پورته کړي.

نن ورځ ترټولو مشهور الګوریتمونه دي:

د کلاسیک کمپیوټرونو برعکس، کوانټم کمپیوټرونه نړیوال ندي.
تر دې دمه یوازې یو لږ شمیر کوانټم الګوریتمونه موندل شوي.(سره)

سپوږمکۍ اکسورون د لینک لپاره د کوانټم الګوریتم زو، یو ځای چیرې چې د لیکوال په وینا (سټیفن اردن)، د کوانټم-الګوریتمیک نړۍ غوره استازي راټول شوي او راټولولو ته دوام ورکوي.

پدې مقاله کې به موږ د کوانټم الګوریتم په تفصیل سره تحلیل نه کړو؛ په انټرنیټ کې د هرې کچې پیچلتیا لپاره خورا عالي توکي شتون لري ، مګر موږ لاهم اړتیا لرو په لنډه توګه درې خورا مشهور ته لاړ شو.

د شور الګوریتم.

(محتوا ته)

ترټولو مشهور کوانټم الګوریتم دی د شور الګوریتم (په 1994 کې د انګلیسي ریاضي پوه لخوا اختراع شوی پیټر ساحل)، چې موخه یې د فکتورونو شمیرو ستونزه په اصلي فکتورونو کې حل کول دي (د فکتور کولو ستونزه، جلا لوګاریتم).

دا دا الګوریتم دی چې د مثال په توګه حواله کیږي کله چې دوی لیکي چې ستاسو بانکي سیسټمونه او پاسورډونه به ډیر ژر هیک شي. د دې په پام کې نیولو سره چې نن ورځ کارول شوي کیلي اوږدوالی د 2048 بټونو څخه کم نه دی، د کیپ وخت لا نه دی راغلی.

تراوسه پورې، پایلې له معتدل څخه ډیر. د شور د الګوریتم سره د فکتور کولو غوره پایلې - شمیرې 15 и 21، کوم چې د 2048 بټونو څخه خورا لږ دی. د میز څخه د پاتې پایلو لپاره، یو بل الګوریتم حسابونه، مګر حتی د دې الګوریتم (291311) له مخې غوره پایله د ریښتینې غوښتنلیک څخه ډیره لرې ده.

د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

تاسو کولی شئ د شور الګوریتم په اړه نور ولولئ، د بیلګې په توګه، سمه ده. د عملي تطبیق په اړه - دلته.

یو له اوسني اټکلونه پیچلتیا او د 2048-bit شمیرې فکتور کولو لپاره اړین ځواک یو کمپیوټر دی 20 ملیون کیوبیټ. موږ په ارامه خوب کوو.

د ګروور الګوریتم

(محتوا ته)

د ګروور الګوریتم - کوانټم الګوریتم د شمیرنې ستونزې حل کول، دا د مساوي حل موندل دي F(X) = 1، چیرته چې F دی د بولین فعالیت от n متغیرات د یو امریکایی ریاضی پوه لخوا وړاندیز شوی و د کب نیولو ګروور в 1996 کال.

د ګروور الګوریتم د موندلو لپاره کارول کیدی شي منځني и د ریاضی معنی د شمېر لړۍ. سربیره پردې، دا د حل لپاره کارول کیدی شي NP - بشپړ ستونزې د ډیری ممکنه حلونو تر مینځ د بشپړ لټون له لارې. دا ممکن د کلاسیک الګوریتمونو په پرتله د پام وړ سرعت لاسته راوړنې ولري ، که څه هم چمتو کولو پرته "څونامي حل" په عموم کې.(سره)

تاسو کولی شئ نور ولولئ سمه ده، یا دلته... بیا هم سمه ده د بکسونو او بال مثال په کارولو سره د الګوریتم ښه توضیحات شتون لري ، مګر ، له بده مرغه ، د هرچا له کنټرول څخه بهر دلایلو لپاره ، دا سایټ زما لپاره له روسیې څخه نه خلاصیږي. که تاسو لرئ دا سایټ هم بند دی، نو دلته یو لنډ لنډیز دی:

د ګروور الګوریتم. تصور وکړئ چې تاسو د تړل شوي بکسونو N ټوټې لرئ. دا ټول خالي دي پرته له یو، چې یو بال لري. ستاسو دنده: د هغه بکس شمیره ومومئ چې په کوم کې بال موقعیت لري (دا نامعلومه شمیره اکثرا د W لیک لخوا اشاره کیږي).
د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

دا ستونزه څنګه حل کړو؟ تر ټولو احمقانه لاره دا ده چې د بکسونو پرانستلو سره وګرځئ، او ژر یا وروسته به تاسو د بال سره یو بکس ته ورشئ. په اوسط ډول، څو بکسونه باید چک شي مخکې له دې چې یو بکس د بال سره وموندل شي؟ په اوسط ډول، تاسو اړتیا لرئ د N/2 بکسونو نیمایي خلاص کړئ. دلته اصلي خبره دا ده چې که موږ د بکسونو شمیر 100 ځله زیات کړو، نو د بکسونو اوسط شمیر چې د بال سره د بکس موندلو دمخه خلاصولو ته اړتیا لري هم ورته 100 ځله زیاتیږي.

اوس راځئ چې یو بل وضاحت وکړو. راځئ چې بکسونه پخپله په خپلو لاسونو خلاص نه کړو او په هر یو کې د بال شتون وګورو، مګر یو ځانګړی منځګړی دی، راځئ چې هغه ته اوریکل ووایو. موږ اوریکل ته ووایو، "د چیک بکس شمیره 732،" او اوریکل په صادقانه توګه چک کوي او ځواب ورکوي، "په بکس نمبر 732 کې هیڅ بال نشته." اوس، د دې پرځای چې ووایو چې موږ په اوسط ډول څومره بکسونه خلاصولو ته اړتیا لرو، موږ وایو چې "موږ باید په اوسط ډول څو ځله اوریکل ته لاړ شو ترڅو د بال سره د بکس شمیر ومومئ"

دا معلومه شوه چې که موږ دا ستونزه د بکسونو، یو بال او اوریکل سره په کوانټم ژبه کې وژباړو، موږ د پام وړ پایله ترلاسه کوو: د N بکسونو په مینځ کې د بال سره د بکس شمیره موندلو لپاره، موږ باید یوازې د SQRT په اړه اوریکل ګډوډ کړو. (ن) ځله!

دا دی، د ګروور الګوریتم په کارولو سره د لټون دندې پیچلتیا د وخت مربع ریټ لخوا کمه شوې.

Deutsch-Jozi الګوریتم

(محتوا ته)

د Deutsch-Jozsa الګوریتم (د Deutsch-Jozsa الګوریتم په نوم هم ویل کیږي) - [کوانټم الګوریتم](https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D1%82%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B9%D0%B0%D0%BB%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%82%D0%BC), предложенный ډیویډ Deutsch и ریچارډ جوزسا в 1992 کال، او د الګوریتمونو یو له لومړیو مثالونو څخه شو چې د اجرا کولو لپاره ډیزاین شوی کوانټم کمپیوټرونه. _

د Deutsch-Jozsi ستونزه دا ده چې دا معلومه کړي چې ایا د څو بائنری متغیرونو فعالیت F(x1, x2, ... xn) ثابت دی (یا د هر دلیل لپاره 0 یا 1 ارزښت اخلي) یا متوازن (د نیمایي ډومین لپاره دا اخلي. ارزښت 0، د بلې نیمې لپاره 1). په دې حالت کې، دا د لومړیتوب پیژندل کیږي چې فعالیت یا ثابت یا متوازن وي. (سره)

تاسو اوس هم لوستلی شئ دلته. یو ساده وضاحت:

د Deutsch (Deutsch-Jozsi) الګوریتم د وحشي ځواک پر بنسټ والړ دی، مګر دا اجازه ورکوي چې د معمول په پرتله ګړندي ترسره شي. تصور وکړئ چې په میز کې یو سکه شتون لري او تاسو اړتیا لرئ معلومه کړئ چې دا جعلي ده که نه. د دې کولو لپاره، تاسو اړتیا لرئ چې سکې ته دوه ځله وګورئ او وټاکئ: "سر" او "لږونه" ریښتیا دي، دوه "سرونه"، دوه "لږونه" جعلي دي. نو، که تاسو د Deutsch کوانټم الګوریتم کاروئ، نو دا پریکړه په یو نظر کې کیدی شي - اندازه کول. (سره)

د کوانټم کمپیوټرونو ستونزې

(محتوا ته)

د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

کله چې د کوانټم کمپیوټرونو ډیزاین او چلول، ساینس پوهان او انجنیران د ډیرو ستونزو سره مخ دي، چې تر اوسه پورې د بریالیتوب مختلف درجې سره حل شوي. په وینا د څيړنه (او دلته همد ستونزو لاندې سلسله پیژندل کیدی شي:

  • د چاپیریال سره حساسیت او د چاپیریال سره تعامل
  • د محاسبې په جریان کې د غلطیو راټولول
  • د qubit حالتونو د پیل پیل کولو سره ستونزې
  • د ملټي کیوبیټ سیسټمونو رامینځته کولو کې ستونزې

زه په کلکه د مقالې لوستلو وړاندیز کوم "د کوانټم کمپیوټر ځانګړتیاوې"، په ځانګړې توګه دې ته تبصرې.

راځئ چې ټولې اصلي ستونزې په دریو لویو ګروپونو تنظیم کړو او هر یو ته یې نږدې وګورو:

بې کفایته

(محتوا ته)

د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

د N+1 څخه توضیحات.

کوانټم ایالت ډیر نازک شیپه یوه ښکیل حالت کې qubits خورا بې ثباته دي، هر بهرنی نفوذ کولی شي دا اړیکه له منځه یوسي (او کوي).. د درجې د کوچنۍ برخې په واسطه د تودوخې بدلون، فشار، نږدې تصادفي فوټون الوتنه - دا ټول زموږ سیسټم بې ثباته کوي.

د دې ستونزې د حل لپاره، د ټیټ تودوخې سرکوفګي جوړ شوي، په کوم کې چې د تودوخې درجه (-273.14 درجې سانتي ګراد) د مطلق صفر څخه یو څه پورته ده، د پروسیسر سره د بهرني چاپیریال د ټولو (ممکنه) تاثیراتو څخه د داخلي خونې اعظمي جلا کولو سره.

د کوانټم سیسټم اعظمي ژوند د څو متضادو کوبیټونو څخه دی، په کوم کې چې دا خپل کوانټم ځانګړتیاوې ساتي او د محاسبې لپاره کارول کیدی شي، د decoherence time په نوم یادیږي.

اوس مهال، د غوره کوانټم حلونو کې د تعامل وخت په ترتیب کې دی لسګونه او سلګونه مایکرو ثانیې.

په زړه پوری دی ویب پاڼهچیرې چې تاسو لیدلی شئ د پیرامیټونو پرتله کولو جدول د ټولو جوړ شوي کوانټم سیسټمونو څخه. پدې مقاله کې د مثال په توګه یوازې دوه لوړ پروسیسرونه شامل دي - د IBM څخه د IBM Q سیسټم یو او له ګوګل سیکامور. لکه څنګه چې موږ لیدلی شو، د decoherence وخت (T2) له 200 μs څخه زیات نه وي.

ما د سیکامور په اړه دقیق معلومات ونه موندل، مګر په ډیرو کې د کوانټم برتری په اړه مقاله دوه نمبرونه ورکړل شوي دي - په 1 ثانیو کې 200 ملیون حسابونه، په بل ځای کې - لپاره د کنټرول سیګنالونو له لاسه ورکولو پرته 130 ثانیې.. په هرصورت، دا موږ ته راکوي د ګډولو وخت شاوخوا 150 μs دی. زموږ په یاد ولرئ تجربه کونکی د کڅوړی سره؟ ښه، هغه دلته دی.

د کمپیوټر نوم N Qubits میکس جوړه T2 (µs)
د IBM Q سیسټم یو 20 6 70
ګوګل سیکامور 53 4 150 200-XNUMX

بې اتفاقي موږ ته څه ګواښوي؟

اصلي ستونزه دا ده چې د 150 μs وروسته ، زموږ د N entangled qubits کمپیوټري سیسټم به د سم حلونو احتمالي توزیع پرځای احتمالي سپین شور تولید پیل کړي.

دا دی، موږ اړتیا لرو:

  • د کوبیټ سیسټم پیل کړئ
  • محاسبه ترسره کړئ (د دروازې عملیاتو سلسله)
  • پایله ولولئ

او دا ټول په 150 مایکرو ثانیو کې ترسره کړئ. ما وخت نه درلود - پایله په کدو بدله شوه.

خو دا ټول نه دي…

تېروتنه

(محتوا ته)

د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

لکه څنګه چې موږ وویل ، د کوانټم پروسې او کوانټم کمپیوټري په طبیعت کې احتمالي ديموږ د هر څه په اړه 100٪ ډاډه نه یو، مګر یوازې د یو څه احتمال سره. د دې حقیقت له امله وضعیت نور هم کړکیچن شوی دی د کوانټم کمپیوټینګ د خطا احتمال دی. د کوانټم کمپیوټري غلطیو اصلي ډولونه په لاندې ډول دي:

  • د تنظیم کولو غلطی د سیسټم پیچلتیا او د بهرني چاپیریال سره تعامل له امله رامینځته کیږي
  • د ګیټ کمپیوټري غلطۍ (د محاسبې د کوانټم طبیعت له امله)
  • د وروستي حالت په لوستلو کې تېروتنې (پایله)

تېروتنې چې د تعامل سره تړاو لري، هرڅومره ژر چې موږ خپل کیوبیټس سره راښکاره کړو او محاسبه پیل کړو. هرڅومره چې موږ سره کوبیټس کېږدو، سیسټم خورا پیچلی دی، او دا اسانه ده چې له منځه یوسي. د ټیټ تودوخې سرکوفګي ، خوندي خونې ، دا ټول تخنیکي چلونه دقیقا د غلطیو شمیر کمولو او د تنظیم کولو وخت اوږدولو لپاره دي.

د ګیټ کمپیوټري تېروتنې - په کوبیټس کې هر ډول عملیات (دروازه) کولی شي ، د یو څه احتمال سره ، د غلطۍ سره پای ته ورسیږي ، او د الګوریتم پلي کولو لپاره موږ اړتیا لرو په سلګونو دروازې ترسره کړو ، نو تصور وکړئ چې زموږ د الګوریتم اجرا کولو په پای کې څه ترلاسه کوو. دې پوښتنې ته کلاسیک ځواب دا دی چې "په لفټ کې د ډیناسور سره د لیدو احتمال څه دی؟" - 50x50، یا به تاسو سره ووینئ یا نه.

ستونزه د دې حقیقت له امله نوره هم پیاوړې شوې چې د معیاري غلطۍ اصالح کولو میتودونه (د محاسبې او اوسط نقل کول) د غیر کلون کولو تیورم له امله د کوانټم نړۍ کې کار نه کوي. لپاره تېروتنه اصلاح کول په کوانټم کمپیوټینګ کې باید اختراع شوی وای د کوانټم اصلاح میتودونه. په لنډه توګه، موږ N عادي qubits اخلو او 1 یې جوړوو منطقي qubit د ټیټې غلطۍ نرخ سره.

خو دلته بله ستونزه را منځته کیږي - د qubits ټول شمیر. وګوره، راځئ چې ووایو چې موږ د 100 کیوبیټ سره پروسیسر لرو، چې 80 کیوبیټونه د غلطۍ سمون لپاره کارول کیږي، بیا موږ یوازې 20 د محاسبې لپاره پاتې یو.

د وروستۍ پایلې په لوستلو کې تېروتنې - لکه څنګه چې موږ په یاد لرو، د کوانټم محاسبې پایله موږ ته په شکل کې وړاندې کیږي د ځوابونو احتمالي ویش. مګر د وروستي حالت لوستل ممکن د غلطۍ سره ناکام شي.

په همدې اړه سایټ د خطا کچې له مخې د پروسیسرونو پرتله کولو میزونه شتون لري. د پرتله کولو لپاره، راځئ چې ورته پروسیسرونه واخلو لکه په تیرو مثال کې - IBM د IBM Q سیسټم یو и ګوګل سیکامور:

کمپيوټر 1-کوبيت ګيټ فدايت 2- د کوبیټ ګیټ وفاداري د لوستلو وفاداري
د IBM Q سیسټم یو ۸۵٪ ۸۵٪ -
ګوګل سیکامور ۸۵٪ ۸۵٪ ۸۵٪

دا وفاداري د دوه کوانټم حالتونو د ورته والي اندازه ده. د تېروتنې شدت تقریبا د 1-وفادارۍ په توګه څرګند کیدی شي. لکه څنګه چې موږ لیدلی شو، د 2-qubit ګیټونو غلطی او د لوستلو غلطی په موجوده کوانټم کمپیوټرونو کې د پیچلو او اوږد الګوریتمونو اجرا کولو اصلي خنډ دی.

تاسو اوس هم لوستلی شئ د 2016 څخه د سړک نقشه له کلونو څخه NQIT د غلطۍ اصلاح کولو ستونزه حل کول.

د پروسیسر جوړښت

(محتوا ته)

د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

په تیوري کې موږ جوړ او چلوو د لسګونو ښکیلو کوبیټونو سرکټونهپه حقیقت کې، هرڅه خورا پیچلي دي. ټول موجود کوانټم چپس (پروسیسرونه) په داسې ډول جوړ شوي چې بې درده چمتو کوي یوازې د خپلو ګاونډیانو سره د یوې کوبیټ مینځلچې له شپږو څخه زیات نه دي.

که موږ اړتیا ولرو چې لومړی کوبیټ له 1 سره ونښلوو، نو موږ باید د اضافي کوانټم عملیاتو سلسله جوړه کړئ, اضافي qubits، او نور شامل کړئ، کوم چې د عمومي غلطی کچه لوړوي. هو، او په اړه یې مه هېروئ د همغږۍ وخت، شاید کله چې تاسو د اړتیا په سرکټ کې د کوبیټس وصل کول پای ته ورسوئ ، وخت به پای ته ورسیږي او ټول سرکیټ به بدل شي. ښکلی سپین شور جنراتور.

دا هم مه هېروئ د ټولو کوانټم پروسیسرونو جوړښت مختلف دی، او هغه برنامه چې په ایمولیټر کې د "ټول څخه ټول ارتباط" حالت کې لیکل شوي باید د ځانګړي چپ جوړښت کې "بیا کمپایل" ته اړتیا ولري. حتی شتون لري ځانګړي اصلاح کونکي پروګرامونه د دې عملیاتو ترسره کولو لپاره.

د ورته پورته چپسونو لپاره اعظمي ارتباط او د کوبیټونو اعظمي شمیر:

د کمپیوټر نوم N Qubits میکس جوړه T2 (µs)
د IBM Q سیسټم یو 20 6 70
ګوګل سیکامور 53 4 150 200-XNUMX

او د پرتله کولو لپاره، د پخواني نسل پروسیسرونو د معلوماتو سره جدول. د qubits شمیر، decoherence وخت او د تېروتنې کچه د هغه څه سره پرتله کړئ چې موږ یې اوس د نوي نسل سره لرو. بیا هم، پرمختګ ورو دی، مګر حرکت کوي.

د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

نو:

  • اوس مهال د 6 کیوبیټ سره په بشپړه توګه تړل شوي جوړښتونه شتون نلري
  • په ریښتیني پروسیسر کې د qubit 0 s د مینځلو لپاره ، د مثال په توګه ، qubit 15 ممکن څو درجن اضافي عملیاتو ته اړتیا ولري
  • ډیر عملیات -> ډیرې خطاګانې -> د ډیکوریشن قوي نفوذ

پایلې

(محتوا ته)

Decoherence د عصري کوانټم کمپیوټري پروکرستین بستر دی. موږ باید هرڅه په 150 μs کې فټ کړو:

  • د qubits د لومړني حالت پیل کول
  • د کوانټم دروازو په کارولو سره د ستونزې محاسبه کول
  • د معقول پایلو ترلاسه کولو لپاره غلطۍ سم کړئ
  • پایله ولولئ

تر دې دمه پایلې مایوسونکي دي ، که څه هم سمه ده په کوانټم کمپیوټر کې د 0.5s همغږي ساتلو وخت ترلاسه کولو ادعا وکړئ د ایون جالونه:

موږ د کوبیټ همغږي وخت له 0.5 s څخه ډیر اندازه کوو ، او د مقناطیسي محافظت سره موږ تمه لرو چې دا به له 1000 s څخه اوږد وي

تاسو کولی شئ د دې ټیکنالوژۍ په اړه هم ولولئ دلته یا د مثال په توګه دلته.

وضعیت د دې حقیقت له امله نور هم پیچلی دی چې کله پیچلي محاسبې ترسره کوي نو اړینه ده چې د کوانټم غلطی اصلاح کولو سرکټونو څخه کار واخلئ، کوم چې دواړه وخت او موجود کوبیټس هم خوري.

او په نهایت کې ، عصري جوړښتونه اجازه نه ورکوي چې په لږ لګښت کې له 1 څخه 4 یا 1 کې 6 څخه غوره د ښکیلتیا سکیم پلي کړي.

د ستونزو د حل لارې

(محتوا ته)

د پورتنیو ستونزو د حل لپاره، اوس مهال لاندې طریقې او میتودونه کارول کیږي:

  • د ټیټ تودوخې سره د کریوچیمبرونو کارول (10 mK (–273,14 °C))
  • د پروسیسر واحدونو کارول چې په اعظمي ډول د بهرني تاثیراتو څخه خوندي دي
  • د کوانټم غلطی اصلاح کولو سیسټمونو کارول (منطق کیوبیټ)
  • د اصلاح کونکو کارول کله چې د ځانګړي پروسیسر لپاره سرکټونه برنامه کول

څیړنې هم ترسره کیږي چې هدف یې د ډیکوریشن وخت ډیرول ، د کوانټم څیزونو نوي (او پیژندل شوي) فزیکي پلي کولو لټون کول ، د اصلاح سرکیټونو اصلاح کول ، او داسې نور. پرمختګ شتون لري (پورته د مخکینیو او نن ورځ د لوړ پای چپس ځانګړتیاو ته وګورئ) ، مګر تر دې دمه دا ورو ، خورا ، خورا ورو دی.

D-Wave

(محتوا ته)

د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

D-Wave 2000Q 2000-qubit کمپیوټر. سرچینه: د D څپې سیسټمونه

د ګوګل لخوا د 53-کوبیت پروسیسر په کارولو سره د کوانټم برتری ترلاسه کولو اعلان په مینځ کې ، کمپيوټر и اعلانونه د D-Wave شرکت څخه، په کوم کې چې د qubits شمیر په زرګونو کې دی، یو څه ګډوډ دی. ښه، په حقیقت کې، که 53 qubits د کوانټم برتری ترلاسه کولو توان ولري، نو بیا د 2048 qubits سره کمپیوټر څه شی دی؟ مګر هرڅه دومره ښه ندي ...

په لنډه توګه (له ویکي څخه اخیستل شوی):

کمپیوټرونه D-Wave په اصولو کار وکړي د مقدار آرامۍ (کوانټم انیلینګ)، کولی شي د اصلاح کولو ستونزې خورا محدود فرعي کلاس حل کړي، او د دودیز کوانټم الګوریتمونو او کوانټم دروازو پلي کولو لپاره مناسب ندي.

د نورو جزیاتو لپاره تاسو لوستلی شئ، د مثال په توګه، دلته, دلته (احتیاط، ممکن د روسیې څخه خلاص نشي)، یا سکاټ آرونسن в مقالې د هغه څخه د بلاګ پوسټ. په هرصورت، زه په عمومي توګه د هغه بلاګ لوستلو وړاندیز کوم، هلته ډیر ښه مواد شتون لري

په عموم کې، د اعلاناتو له پیل څخه، ساینسي ټولنې د D-Wave کمپیوټرونو په اړه پوښتنې درلودې. د مثال په توګه، په 2014 کې، IBM د D-Wave حقیقت پوښتنه وکړه د کوانټم اغیزې کاروي. په ۲۰۱۵ کال کې ګوګل له ناسا سره یو ځای له دغو کوانټم کمپیوټرونو څخه یو یې وپېرلو او تر څېړنو وروسته تصدیق شوی، دا چې هو ، کمپیوټر کار کوي او ستونزه د عادي په پرتله ګړندي محاسبه کوي. تاسو کولی شئ د ګوګل بیان په اړه نور ولولئ دلته او د مثال په توګه دلته.

اصلي شی دا دی چې د D-Wave کمپیوټرونه، د دوی په سلګونو او زرګونو کیوبیټونو سره، د کوانټم الګوریتمونو محاسبه کولو او چلولو لپاره نشي کارول کیدی. تاسو نشئ کولی په دوی باندې د شور الګوریتم چل کړئ ، د مثال په توګه. ټول هغه څه چې دوی یې کولی شي د ځانګړي اصلاح کولو ستونزې حل کولو لپاره ځانګړي کوانټم میکانیزمونه کاروي. موږ کولی شو په پام کې ونیسو چې D-Wave د یو ځانګړي کار لپاره کوانټم ASIC دی.

د کوانټم کمپیوټر ایمولیشن په اړه لږ څه

(محتوا ته)

د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

کوانټم کمپیوټري په منظم کمپیوټر کې تقلید کیدی شي. په حقیقت کی، وګوره:

  • د qubit حالت کیدی شي تصور وکړئ پیچلې شمیره، د پروسیسر جوړښت پورې اړه لري له 2x32 څخه تر 2x64 بټونو (8-16 بایټ) نیول
  • د N وصل شوي qubits حالت د 2^N پیچلي شمیرو په توګه ښودل کیدی شي، د بیلګې په توګه. 2^(3+N) د 32-bit جوړښت لپاره او 2^(4+N) د 64-bit لپاره.
  • په N qubits کې د کوانټم عملیات د 2^N x 2^N میټریکس لخوا نمایش کیدی شي

بیا:

  • د 10 کیوبیټ ایمول شوي حالتونو ذخیره کولو لپاره ، 8 KB ته اړتیا ده
  • د 20 کیوبیټ ریاستونو ذخیره کولو لپاره تاسو 8 MB ته اړتیا لرئ
  • د 30 کیوبیټ ریاستونو ذخیره کولو لپاره ، 8 جی بی ته اړتیا ده
  • د 40 کیوبیټ ریاستونو ذخیره کولو لپاره 8 ټیرابایټ ته اړتیا ده
  • د 50 کیوبیټ ریاستونو ذخیره کولو لپاره ، 8 پیټابایټ ته اړتیا ده ، او داسې نور.

(سره)

د پرتله کولو لپاره ، په غونډه کې (Top-1 له Top-500 څخه) یوازې 2.8 پیټابایټ حافظه لري.

د اوسني سمولو ریکارډ - 49 کیوبیټ تیر کال ترټولو لوی چینایی سوپر کمپیوټر ته وسپارل شو (Sunway Taihu رڼا)

په کلاسیک سیسټمونو کې د کوانټم کمپیوټر سمولو حد د کوبیټس حالت ذخیره کولو لپاره اړین RAM مقدار لخوا ټاکل کیږي.

زه هم د لوستلو وړاندیز کوم دا تبصره. له هغه ځایه:

د عملیاتو په واسطه - د 49-کوبیټ سرکټ دقیق تقلید لپاره چې شاوخوا 39 "سایکلونه" لري (د دروازو خپلواکه پرتونه) دا یی واخسته 2^63 پیچلي ضربونه - د 4 ساعتونو لپاره د سوپر کمپیوټر 4 Pflops

په کلاسیک سیسټمونو کې د 50+ qubit کوانټم کمپیوټر تقلید په مناسب وخت کې ناممکن ګڼل کیږي. همدا لامل دی چې ګوګل د خپل کوانټم برتری تجربې لپاره 53-کوبیټ پروسیسر کارولی.

د کوانټم کمپیوټري برتری.

(محتوا ته)

د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

ويکيپېډيا موږ ته د کوانټم کمپيوټر برتري لاندې تعريف راکوي:

د کوانټم برتری - وړتیا کوانټم کمپیوټینګ د ستونزو د حل لپاره وسایل چې کلاسیک کمپیوټرونه په عملي توګه نشي حل کولی.

په حقیقت کې، د کوانټم برتری ترلاسه کول پدې معنی دي چې د مثال په توګه، د شور الګوریتم په کارولو سره د لوی شمیر فکتور کول په مناسب وخت کې حل کیدی شي، یا پیچلي کیمیاوي مالیکولونه د کوانټم په کچه کې جذب کیدی شي، او داسې نور. یعني یو نوی عصر راغلی دی.

مګر د تعریف په کلمه کې یو څه نیمګړتیا شتون لري، "کوم چې کلاسیک کمپیوټرونه په عملي توګه نشي حل کولی" په حقیقت کې، د دې معنی دا ده چې که تاسو د 50+ qubits یو کوانټم کمپیوټر جوړ کړئ او په هغې کې یو څه کوانټم سرکټ چل کړئ، نو لکه څنګه چې موږ پورته بحث وکړ، د دې سرکټ پایله په منظم کمپیوټر کې نشي اخیستل کیدی. هغه دی یو کلاسیک کمپیوټر نشي کولی د دې ډول سرکټ پایله بیا رامینځته کړي.

ایا دا ډول پایله د ریښتیني کوانټم برتری رامینځته کوي یا نه بلکه یوه فلسفي پوښتنه ده. مګر پوهیږئ چې ګوګل څه کړي او د څه پراساس دي پدې وروستیو کې اعلان وکړ چې دا د خپل نوي سایکامور پروسیسر سره د کوانټم برتری ترلاسه کړی اړین

د ګوګل د کوانټم بالادستي بیان

(محتوا ته)

د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول
Sycamore 54-qubit پروسیسر

نو، د اکتوبر په 2019 کې، د ګوګل پراختیا کونکو په ساینسي خپرونه فطرت کې یوه مقاله خپره کړه "د کوانټم برتری د پروګرام وړ سوپر کنډکټینګ پروسیسر په کارولو سره" لیکوالانو په تاریخ کې د لومړي ځل لپاره د 54-qubit Sycamore پروسیسر په کارولو سره د کوانټم برتری لاسته راوړنه اعلان کړه.

د Sycamore مقالې آنلاین ډیری وختونه د 54-qubit پروسیسر یا 53-qubit پروسیسر ته اشاره کوي. حقیقت دا دی چې په وینا اصلي مقاله، پروسیسر په فزیکي توګه 54 کیوبیټونه لري ، مګر یو له دوی څخه کار نه کوي او له خدمت څخه ایستل شوی. په دې توګه، په حقیقت کې موږ د 53-qubit پروسیسر لرو.

په ویب کې سم هلته څرګند شو یو بنډل د په دې موضوع کې مواد، د هغې درجې چې توپیر لري لیواله پورې شکمن.

د IBM کوانټم کمپیوټري ټیم وروسته وویل چې دا ګوګل په غلط ډول د کوانټم برتری ترلاسه کولو راپور ورکړی. شرکت ادعا کوي چې دودیز کمپیوټر به دا کار په 2,5 ورځو کې په خورا خراب حالت کې ترسره کړي او پایله به یې د کوانټم کمپیوټر په پرتله خورا دقیق وي. دا پایله د ډیری اصلاح کولو میتودونو نظري تحلیل پایلو پراساس رامینځته شوې.

او البته، سکاټ آرونسن د هغه د بلاګ پوسټ زه نشم کولی د دې بیان څخه سترګې پټې کړم. د هغه تحلیل د ټولو لینکونو سره او د سکاټ عالي کوانټم سوپرمیسي FAQ! د معمول په څیر، دوی ستاسو د وخت مصرف کولو ارزښت لري. په مرکز کې ژباړه شته دا FAQ، او ډاډ ترلاسه کړئ چې نظرونه ولولئ، د لومړنیو اسنادو لینکونه شتون لري چې د رسمي اعلان څخه مخکې آنلاین افشا شوي.

ګوګل په حقیقت کې څه وکړل؟ د تفصيلي پوهې لپاره، هارونسن ولولئ، مګر په لنډ ډول دلته:

زه کولی شم، البته، تاسو ته ووایم، مګر زه ډیر احمق احساس کوم. محاسبه په لاندې ډول ده: تجربه کونکی یو تصادفي کوانټم سرکټ C رامینځته کوي (یعنې د نږدې ګاونډیو ترمینځ د 1-qubit او 2-qubit دروازو تصادفي ترتیب ، د ژوروالي سره ، د مثال په توګه ، 20 ، د n په 2D شبکه کې عمل کوي. = 50-60 qubits). تجربه کونکی بیا C کوانټم کمپیوټر ته لیږي، او له هغه څخه غوښتنه کوي چې C د 0 په لومړني حالت کې پلي کړي، پایله یې د {0,1} په اساس اندازه کړي، د n-bit لیدل شوي ترتیب (سټرینګ) بیرته واستوي، او څو تکرار کړي. زرګونه یا ملیونونه ځله. په نهایت کې ، د C په اړه د خپلې پوهې په کارولو سره ، تجربه کونکی احصایوي ازموینه ترسره کوي ترڅو وګوري چې ایا پایله د کوانټم کمپیوټر څخه تمه شوي محصول سره سمون لري.

د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

په ډیر لنډ ډول:

  • د 20 کیوبیټ څخه 53 اوږدوالی یو تصادفي سرکټ د دروازو په کارولو سره رامینځته شوی
  • سرکټ د اجرا کولو لپاره د لومړني حالت [0…0] سره پیل کیږي
  • د سرکټ محصول یو تصادفي بټ تار دی (نمونه)
  • د پایلو ویش تصادفي نه دی (مداخله)
  • د ترلاسه شوي نمونو ویش د تمه شوي سره پرتله کیږي
  • د کوانټم برتری پای ته رسوي

دا دی ، ګوګل په 53-کوبیټ پروسیسر کې مصنوعي ستونزه پلي کړې ، او د کوانټم برتری ترلاسه کولو ادعا یې پدې حقیقت باندې اساس کوي چې په مناسب وخت کې په معیاري سیسټمونو کې د داسې پروسیسر تقلید کول ناممکن دي.

د پوهیدو لپاره - دا برخه په هیڅ ډول د ګوګل لاسته راوړنې نه کموي، انجنیران واقعیا عالي دي ، او دا پوښتنه چې ایا دا د ریښتیني کوانټم برتری په توګه ګڼل کیدی شي یا نه ، لکه څنګه چې مخکې یادونه وشوه ، د انجینرۍ په پرتله خورا فلسفي دی. مګر موږ باید پوه شو چې د داسې کمپیوټري برتري ترلاسه کولو سره، موږ د 2048-bit شمیرو په اړه د شور الګوریتم چلولو وړتیا په لور یو ګام نه دی پرمختګ کړی.

لنډیز

(محتوا ته)
د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

کوانټم کمپيوټرونه او کوانټم کمپيوټينګ د معلوماتي ټيکنالوجۍ يوه ډېره هيله منه، ډېره ځوانه او تر دې دمه ډېره لږه صنعتي ساحه ده.

د کوانټم کمپیوټري پراختیا به (یوه ورځ) موږ ته اجازه راکړي چې ستونزې حل کړو:

  • د کوانټم په کچه د پیچلي فزیکي سیسټمونو ماډل کول
  • د کمپیوټري پیچلتیا له امله په منظم کمپیوټر کې د حل وړ ندي

د کوانټم کمپیوټرونو په جوړولو او چلولو کې اصلي ستونزې:

  • بې کفایته
  • تېروتنې (بې اتفاقي او دروازه)
  • د پروسیسر جوړښت (په بشپړ ډول وصل شوي کوبیټ سرکیټونه)

اوسنی حالت:

  • په حقیقت کې - خورا پیل R&D.
  • تراوسه هیڅ ریښتینی سوداګریز استخراج شتون نلري (او دا روښانه نده چې کله به وي)

څه مرسته کولی شي:

  • یو ډول فزیکي کشف چې د تارونو او عملیاتي پروسیسرونو لګښت کموي
  • د یو څه کشف کول چې د شدت او / یا غلطیو کمولو سره به د همغږۍ وخت زیات کړي

زما په نظر (شخصي نظر) د پوهې په اوسني ساینسي تمثیل کې، موږ به د کوانټم ټیکنالوژۍ په پراختیا کې د پام وړ بریا ترلاسه نه کړو.، دلته موږ د بنسټیزو یا پلي شوي ساینس په ځینو برخو کې کیفیت لرونکي پرمختګ ته اړتیا لرو چې نوي نظرونو او میتودونو ته هڅونه وکړي.

په ورته وخت کې ، موږ د کوانټم برنامه کولو ، د کوانټم الګوریتمونو راټولولو او رامینځته کولو کې تجربه ترلاسه کوو ، د نظرونو ازموینې ، او داسې نور. موږ د بریا په تمه یو.

پایلې

(محتوا ته)

په دې مقاله کې، موږ د کوانټم کمپیوټینګ او کوانټم کمپیوټرونو په پراختیا کې اصلي پړاوونو ته لاړ، د دوی د عملیاتو اصول یې معاینه کړل، د کوانټم پروسیسرونو پراختیا او عملیاتو کې د انجنیرانو سره مخ شوي اصلي ستونزې یې وڅیړلې، او دا یې هم وڅیړله چې کوم ملټي qubit. D-کمپیوټرونه په حقیقت کې دي. Wave او د ګوګل وروستی اعلان د کوانټم برتری ترلاسه کولو لپاره.

د پردې شاته د کوانټم کمپیوټرونو پروګرام کولو پوښتنې دي (ژبې، طریقې، میتودونه، او نور) او د پروسیسرونو ځانګړي فزیکي پلي کولو پورې اړوند پوښتنې، د کوبیټس څنګه اداره کیږي، تړل کیږي، لوستل کیږي، او داسې نور. شاید دا به د راتلونکي مقالې یا مقالې موضوع وي.

ستاسو د پاملرنې څخه مننه، زه امید لرم چې دا مقاله به د یو چا لپاره ګټوره وي.

(سره) کریګر

اعترافونه

(محتوا ته)

د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

@Oxoron د سرچینې متن په اړه د ثبوت لوستلو او تبصرو لپاره، او همدارنګه د مقالې لپاره "د کوانټم کمپیوټر ځانګړتیاوې"

@a5b د معلوماتو بډایه نظرونو لپاره "د کوانټم کمپیوټر ځانګړتیاوې"، او نه یوازې هغې ته ، کوم چې په لویه کچه ما سره د دې معما په موندلو کې مرسته کړې.

د مقالو او خپرونو ټولو لیکوالانو ته چې مواد یې د دې مقالې په لیکلو کې کارول شوي.

د سرچینو لیست

(محتوا ته)

د کوانټم کمپیوټر څنګه کار کوي. د معما سره یوځای کول

د [د ملي اکاډمۍ مطبوعاتو] څخه د روانو چارو مقالې

http://cs.brown.edu/courses/csci1800/sources/2018_NAE_QuantumComputing_ProgressAndProspects.pdf
https://www.nap.edu/catalog/25196/quantum-computing-progress-and-prospects

د حبر څخه مقالې (په تصادفي ترتیب کې)

https://habr.com/ru/post/458450/
https://habr.com/ru/post/401315/
https://habr.com/ru/post/458134/
https://habr.com/ru/post/246483/
https://habr.com/ru/post/95428/
https://habr.com/ru/post/387761/
https://habr.com/ru/post/468911/
https://habr.com/ru/post/435560/
https://habr.com/ru/post/316810/
https://habr.com/ru/company/microsoft/blog/351624/
https://habr.com/ru/company/microsoft/blog/351628/
https://habr.com/ru/company/ua-hosting/blog/377533/
https://habr.com/ru/company/acronis/blog/455559/
https://habr.com/ru/company/yandex/blog/332106/
https://habr.com/ru/company/mailru/blog/350208/
https://habr.com/ru/company/mailru/blog/476444/
https://habr.com/ru/company/misis/blog/470445/
https://habr.com/ru/company/it-grad/blog/452424/
https://habr.com/ru/company/piter/blog/450480/

له انټرنیټ څخه غیر ترتیب شوي (مګر لږ په زړه پوري) مقالې

http://homepages.spa.umn.edu/~duplij/publications/Duplij-Shapoval_TOPOLOGICAL-QUANTUM-COMPUTERS.pdf
https://quantum.country/qcvc
http://extremal-mechanics.org/wp-content/uploads/2015/07/RIFFEL.pdf
https://thecode.media/quantum/
https://naked-science.ru/article/nakedscience/quantum-computers
https://ru.ihodl.com/technologies/2018-10-29/prosto-o-slozhnom-kak-rabotaet-kvantovyj-kompyuter/
https://pikabu.ru/story/chto_takoe_kvantovyiy_kompyuter_5204054
https://nplus1.ru/search?q=%D0%9A%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F+%D0%B0%D0%B7%D0%B1%D1%83%D0%BA%D0%B0
https://www.scottaaronson.com/blog/?p=4372
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D1%82%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B9_%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D1%8C%D1%8E%D1%82%D0%B5%D1%80
https://quantumcomputingreport.com/scorecards/qubit-quality/
https://quantumcomputing.stackexchange.com/questions/2499/is-quantum-computing-just-pie-in-the-sky
https://quantumcomputing.stackexchange.com/questions/1289/how-does-a-quantum-computer-do-basic-math-at-the-hardware-level
https://www.extremetech.com/extreme/284306-how-quantum-computing-works
https://techno.nv.ua/it-industry/chto-takoe-kvantovyy-kompyuter-i-kvantovoe-prevoshodstvo-google-protiv-ibm-50049940.html
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1666-5?utm_source=commission_junction&utm_medium=affiliate
https://petrimazepa.com/nemnogo_o_kvantovykh_kompyuterakh
https://www.forbes.ru/tehnologii/371669-ibm-protiv-d-wave-nastupila-li-era-kvantovyh-kompyuterov

کورسونه او لیکچرونه

https://www.coursera.org/learn/kvantovyye-vychisleniya
https://www.youtube.com/watch?v=uPw9nkJAwDY&amp=&index=4&amp=&t=0s
https://courses.edx.org/courses/BerkeleyX/CS191x/2013_Spring/course/#
https://www.youtube.com/watch?v=xLfFWXUNJ_I&list=PLnbH8YQPwKbnofSQkZE05PKzPXzbDCVXv
https://cs269q.stanford.edu/syllabus.html
https://quantum-computing.ibm.com/support/guides/user-guide?section=5dcb2b45330e880045abccb0
https://gitlab.com/qkitchen/basics-of-quantum-computing

سرچینه: www.habr.com

Add a comment